羊水中的第二生命

李　楊

美國科學家新成果的進步在于，它證明了從羊水中抽取的干細胞與從胚胎中萃取的干細胞品質非常接近

再生醫學的一項新進展近日吸引了公眾的眼球——

美國科學家發現孕婦的羊水中含1%的干細胞。通過干預，這種干細胞在培養皿中被成功誘導成神經細胞、肌肉細胞等其他種類的細胞組織。然后，科學家將羊水干細胞分化出的神經細胞植入腦部受損的小鼠患部，發現受損腦部的細胞得到重建，部分腦功能得以恢復；將分化出的骨細胞植入小鼠體內，成功長出骨組織；分化出的肝臟細胞能起到分泌作用。

這項研究由美國韋克福雷斯特大學和哈佛大學的科學家共同進行。研究者在《自然生物技術》雜志上發表文章說，他們已經在有保護胎兒作用的羊水中找到了豐富的干細胞，并利用這些干細胞培育出包括腦、肝和骨在內的多種類型的組織細胞。

“我們希望這些干細胞可以在組織修復和器官移植方面大顯身手。”韋克福雷斯特大學再生醫學研究所所長、這項研究的帶頭人安東尼?阿塔拉對本刊說。

長期以來，從胚胎中抽取干細胞會破壞胚胎，胚胎干細胞的研究一直受到限制，干細胞的來源也非常有限。因此，研究人員試圖找到與胚胎干細胞類似的干細胞作為替代品。經過7年研究，美國科學家發現，提取自羊水的干細胞與胚胎中萃取的干細胞品質非常接近，而且最大的優勢是提取過程不會對母體和胎兒造成傷害。

更加令人興奮的是，阿塔拉說，他們比較確切地發現這些干細胞來自于胎兒本身而不是母親。

“不管怎么樣，我認為阿塔拉博士的研究將干細胞研究推向了一個嶄新的高度。”美國干細胞先進技術公司首席科學家羅伯特?藍澤說。

靈感來自胎兒羊水檢查

眾所周知，干細胞是一種具有自我更新、高度增殖和多向分化潛能的細胞，它可以再生成各種組織器官甚至克隆人體，因此醫學界又稱之為“萬用細胞”?？茖W工作者將干細胞分為兩類：胚胎干細胞和成體干細胞。胚胎干細胞是從受精卵剛剛發育出的胚胎中提取的，“可塑性”最強，可以生長成人體超過220種的組織細胞。成體干細胞存在于大部分的組織細胞里，如骨髓干細胞、神經干細胞、肝臟干細胞、皮膚干細胞、脂肪干細胞等。研究表明，成體干細胞發育的多向性和增殖能力都遠遠不如胚胎干細胞。

“這也是為什么研究者鐘愛胚胎干細胞的原因所在。”國家863計劃“干細胞與組織工程”專家組首席科學家、軍事醫學科學院干細胞與再生醫學研究中心主任裴雪濤說，各種干細胞的發育年齡是不一樣的。發育年齡越早的干細胞發育方向越多，增殖能力越強。由于胚胎干細胞來源少以及倫理上的限制，研究者希望能夠找到成體干細胞中發育年齡盡可能早的干細胞，或者說更接近于胚胎干細胞的成體干細胞。于是，科學家就注意到胎盤以及臍帶血，再往前推，就很自然想到了羊水。

醫學界早就知道，胎兒在母體中也存在新陳代謝，也有細胞脫落，脫落的細胞就存在于羊水中。因此，醫生往往通過羊膜穿刺技術取得羊水，以檢測胎兒是否患有先天缺陷。裴雪濤說，既然羊水中存在胎兒脫落的細胞，那么這些細胞中就有可能存在干細胞，而這種干細胞的發育年齡要比臍帶血和胎盤更早。

阿塔拉說：“長久以來，我們早就知道羊水中含有多潛能的祖細胞，我們也一直在探索是否有可能從中提取到真正的干細胞，研究顯示，羊水干細胞確實存在?！?/p>

那么，羊水干細胞到底是胚胎干細胞，還是成體干細胞，或者說它的性能更接近于哪一種呢？“它處于胚胎干細胞和成體干細胞的中間狀態。”阿塔拉說，從孕婦羊水中提取的干細胞，有別于胚胎干細胞或成體干細胞，卻兼俱這兩種干細胞的功能。羊水干細胞可能處在胚胎干細胞向成體干細胞過渡的階段上，因為它在實驗中表達了兩類干細胞的標記蛋白。

裴雪濤認為，羊水干細胞是一個不均一的群體，因為并不知道羊水中的干細胞是什么時候脫落的，以及是從什么組織里脫落下來的，科學家也就難以確定它是早期胚胎干細胞還是成體干細胞。

品質接近胚胎干細胞

“可以肯定的是，羊水中的干細胞具有胚胎干細胞的品質?！卑⑺赋觯澳壳埃覀冞€不清楚羊水干細胞到底能分化成多少種細胞，現在我們嘗試分化和培育的每一種細胞都取得了成功。而且這些細胞也通過了功能測試，這表明它們的醫用價值。”

事實上，在羊水中找到干細胞，美國科學家并非首例。瑞士蘇黎世大學西蒙?赫斯特魯普博士在2006年11月舉行的美國心臟協會會議上曾宣稱，他已成功利用羊水干細胞培育出心瓣膜細胞。

實驗過程是這樣的：在羊水診斷時，利用插入子宮的探針獲取羊水。接下來，從羊水中分離出胎兒干細胞，置于實驗盤上，再放到一種生物塑膠上進行培養。4到6周以后，12個心瓣膜就培育完成了。研究員對培育出的心瓣膜在實驗室環境下進行了測試，結果表明一切功能正常。

瑞士科學家的發現沒有立刻引起公眾的極大興趣，除了赫斯特魯普的報告至今尚未在權威科學雜志上公開發表以外，還有一個重要原因。

裴雪濤說，從成體干細胞中培養出人體組織在科學界并不鮮見。幾年前曾有科學家從脂肪干細胞中培育出多種人體組織。就在2006年4月，阿塔拉和他的同事曾利用實驗室培養出來的活組織為7位年輕病人進行了膀胱再造。瑞士科學家只是證明了羊水干細胞能做心臟瓣膜，找到了心臟瓣膜種子細胞的來源。

但美國科學家的研究前進了一大步，他們的特殊貢獻是，證明羊水干細胞非常接近胚胎干細胞的性能，表明人類發現了發育年齡更早，性能更接近胚胎干細胞且用途更廣的干細胞新來源。在胚胎干細胞研究受到種種限制的今天，找到了一種胚胎干細胞的替代品。

阿塔拉說，實驗發現，羊水干細胞和胚胎干細胞一樣，能在培養皿中存活數年，而普通的體細胞則只能存活很短時間。這種干細胞繁殖很快，每36小時數量就翻一倍。這一過程不需要其他細胞的參與，而且不產生腫瘤，在這一點上羊水干細胞甚至勝過胚胎干細胞?；谒鼈冊诳伤苄?、生長能力上的突出表現，相信它們與胚胎干細胞更為相似。

研究與美國現行政策密切相關

裴雪濤說，羊水干細胞研究在美國取得進展與美國對胚胎干細胞的一些政策密切相關。正是由于聯邦政府對胚胎干細胞研究的一些限制，才凸顯了羊水干細胞發現的重大意義。

事實上，從1998年美國科學家首次從胚胎中成功分離出干細胞以來，這一領域就被冠上了“為科研目的而殺害可能形成的人”的罪名。

2001年美國總統布什曾頒令禁止以聯邦經費資助胚胎干細胞研究。因此，美國關于胚胎干細胞的所有研究經費都不是來自聯邦基金，而是來自一些州政府的基金，以及一些私營企業或大型基金。這一政策緊緊束縛了科學家的手腳，根據這項政策，科學家們只能使用在2000年8月9日之前采集的21個人類胚胎干細胞系，但他們需要更多的干細胞系。他們解釋說目前可使用的細胞系部分已經開始腐爛或受到污染。

然而，布什并未因此在這一問題上做出絲毫讓步。2006年7月19日，布什首次動用否決權，否決了國會參眾兩院通過的支持人類胚胎干細胞研究的議案。

2007年1月11日，美國國會眾議院以253票對174票的壓倒性多數投票結果，支持用聯邦研究經費支持人類胚胎干細胞研究。雖然相比于2005年5月，眾議院對同一方案以238票對194票通過，這次的投票結果是一次進步，但要達到推翻總統否決權需要的三分之二多數票，目前還缺少30多張贊成票。

有消息說，美國國會參議院有望在2月召開的會議上通過同樣的方案，但布什仍然有可能繼續否決這一議案。

1月中旬，白宮國內政策委員會發布一份新聞公告，呼吁促進以不損壞人類胚胎的替代方式來提取干細胞進行研究。白宮官員暗示，總統可能即將發布執行這一議案的行政命令。

正是在這樣的背景下，羊水干細胞的發現才具有了特別重大的意義——羊水干細胞只需從孕婦的子宮抽取，對母體和胎兒均無害，可免除道德爭議。

不過，哈佛大學干細胞研究人員喬治?大力博士認為，有關人類胚胎干細胞研究的爭議不會因為此次羊水干細胞的研究發現而從此偃旗息鼓。羊水干細胞有足夠的理由成為研究的新寵，但它們不能成為胚胎干細胞的替代品，胚胎干細胞研究的突破可以幫助解決許多關于早期人類發展的有趣問題，而羊水干細胞研究則不能。